(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ（６）であって、排気ガス中に含まれるＮＯｘを、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの吸着運転フェイズの間、一時的に吸蔵し、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの再生運転フェイズの間、吸蔵したＮＯｘを放出及び還元して、アンモニアを発生させ、独立した触媒コンバータとして設計されるＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ（６）と、
アンモニアを吸蔵する能力を有するＳＣＲ触媒コンバータ（７）であって、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの下流側に配置されて、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ（６）によって発生されたアンモニアを受けて吸蔵し、吸蔵したアンモニアを用いて排気ガスに含まれるＮＯｘを還元するＳＣＲ触媒コンバータ（７）と、
ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ（６）とＳＣＲ触媒コンバータ（７）との間に設けられる微粒子フィルタ（５）と、
前記ＳＣＲ触媒コンバータの下流側及び／又は前記ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの下流側の排気ガスにおいて検出されたＮＯｘ含量、及び／又は、前記ＳＣＲ触媒コンバータのアンモニア負荷を、前記ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの再生運転フェイズの開始タイミングの判定基準として使用する制御ユニット（２）と、
を有する内燃機関から発生する排気ガス後処理用装置。
【請求項２】
請求項１において、その触媒材料が、排気ガス組成がリッチのとき排気ガス中に含まれるアンモニアが転化反応をせずに通過するのを可能にするＮＯ２生成触媒コンバータ（１３）を設けたことを特徴とする排気ガス後処理装置。
【請求項３】
排気ガスの流れ方向に見て、最初の排気ガス後処理構成要素が、第１の酸化触媒コンバータ（４）であることを特徴とする請求項１又は２に記載の排気ガス後処理装置。
【請求項４】
排気ガスの流れ方向に見て、最後の排気ガス後処理構成要素が、第２の酸化触媒コンバータ（４）であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の排気ガス後処理装置。
【請求項５】
前記微粒子フィルタ（５）のすぐ上流側に、酸化触媒コンバータ（４）を接続することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の排気ガス後処理装置。
【請求項６】
前記ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ（６）の下流側及び／又は前記ＳＣＲ触媒コンバータ（７）の下流側の排気ガス中のＮＯｘ含量を検出する手段（９）を設けたことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の排気ガス後処理装置。
【請求項７】
前記ＳＣＲ触媒コンバータのアンモニア負荷、及び／又は、前記ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ、及び／又は、前記ＳＣＲ触媒コンバータの下流側の排気ガス中のアンモニア含量を検出する手段（２、９）を設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の排気ガス後処理装置。
【請求項８】
前記ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ（６）、前記ＳＣＲ触媒コンバータ（７）、及び／又は前記微粒子フィルタ（５）の温度を検出する手段（８）を設けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の排気ガス後処理装置。
【請求項９】
複数の並列の上流側排気系統区間が結合されて共用の下流側系統区間を形成し、前記微粒子フィルタ（５）が前記下流側系統区間に配置され、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ（６）が前記並列の上流側系統区間のそれぞれに配置されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の排気ガス後処理装置。
【請求項１０】
排気ガス中に含まれるＮＯｘを、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの吸着運転フェイズの間、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータに一時的に吸蔵し、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの再生運転フェイズの間、吸蔵したＮＯｘを放出及び還元して、アンモニアを発生し、
ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ（６）によって発生したアンモニアを、下流側ＳＣＲ触媒コンバータに一時的に吸蔵し、吸蔵したアンモニアを用いて排気ガスに含まれるＮＯｘを還元し、
前記ＳＣＲ触媒コンバータの下流側及び／又は前記ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの下流側の排気ガスにおいて検出されたＮＯｘ含量、及び／又は、前記ＳＣＲ触媒コンバータのアンモニア負荷を、前記ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの再生運転フェイズの開始タイミングの判定基準として使用し、
前記ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの下流側の記録された排気ガス空気過剰率が、所望のアンモニア発生量に応じて予め定められている閾値（λ１、λ２）未満に下がる条件を、前記ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータのそれぞれの再生運転フェイズを終了する判定基準として使用することを特徴とする内燃機関から発生する排気ガスの後処理方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の排気ガスの後処理方法において、
前記ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの現行の再生運転フェイズの間に発生すべき所望のアンモニア発生量が定められ、以降の再生運転フェイズが、定められた所望のアンモニア発生量に応じて行われることを特徴とする排気ガスの後処理方法。
【請求項１２】
前記ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータのそれぞれの再生運転フェイズの間、前記燃焼装置が、リーン燃焼条件下で、特に空気過剰率が１．０と１．２との間で運転され、前記ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの上流側の排気ガス空気過剰率が、還元剤が排気ガスに供給されることによってリッチ範囲（λ＜１）に低下することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の排気ガスの後処理方法。
【請求項１３】
前記燃焼装置が、前記ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの再生運転フェイズの間、リッチ燃焼条件下（λ＜１）で少なくとも時々運転され、二次空気が、排気ガス後処理構成要素の１つもしくはそれ以上の上流側の排気ガスに加えられることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の排気ガスの後処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前段に記載の排ガス後処理装置、及び、この型式の装置を使用して実行できる排ガス後処理方法に関する。より詳しくは、この型式の装置及び方法は、主に自動車のリーン燃焼モードで運転される内燃機関からの排ガスの後処理又は浄化に使用される。
【背景技術】
【０００２】
リーン燃焼モードで運転される内燃機関の下流側で、ＮＯｘの水準を低下させるためにＮＯｘ（窒素酸化物）吸蔵触媒コンバータ又はＮＯｘ吸着触媒コンバータ、又は略してＮＳＣとしても知られているＮＯｘ吸蔵触媒コンバータを使用することが知られている。内燃機関のリーン運転フェイズはＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの吸着フェイズに対応し、そこで、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータが一酸化窒素（ＮＯ）を酸化して、二酸化窒素（ＮＯ２）が形成され、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータがそれを硝酸塩の形で一時的に吸蔵する。短時間の周期的な再生又は脱着フェイズの際、硝酸塩が二酸化窒素次いで一酸化窒素に転化されることによって、吸蔵された硝酸塩は、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータから除去される。その後、一酸化窒素は、適切な還元剤により還元されて窒素を形成する。
【０００３】
要求された還元剤を供給するのに使用する一つの公知技術は、主にリーン燃焼モードで運転され、そこからの排気ガスが後処理される燃焼装置を、短時間の間、リッチ燃焼モードに切替えることからなり、その結果、排気ガス中に水素（Ｈ２）、一酸化炭素（ＣＯ）、及び未燃炭化水素（ＨＣ）が還元剤として存在する。この目的のために、略して空気過剰率λとしても知られている空気と燃料の割合を制御する様々な特定の手段がすでに提案されている。例えば、特許文献１及び特許文献２を参照。一酸化窒素の還元はまた、脱ＮＯｘ（ｄｅＮＯｘ）触媒コンバータとして知られている下流側触媒コンバータで行うことができ、還元剤を供給するために、炭化水素をエンジンの下流側で計量することもまた可能である。例えば、特許文献３及び特許文献４を参照。
【０００４】
このような交互の吸着／脱着運転の間、複数の問題を念頭に置く必要性が指摘されている。例えば、水素と一酸化窒素の反応によって、かなりの量の汚染ガスのアンモニア（ＮＨ３）が形成されるおそれがあり、再生フェイズにおいて、触媒コンバータ温度、排気ガス組成、及びＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの材料組成に応じて、二酸化窒素が形成されるおそれがある。リーン排気ガス雰囲気からリッチ排気ガス雰囲気に切替えるとき、適切な量の還元剤が十分に速く供給されない場合、硝酸塩の突然の分解の故に、ＮＯｘの望ましくない破過の危険性がある。リッチ排気ガス雰囲気からリーン排気ガス雰囲気に切替えるとき、発熱性燃焼反応の結果として、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータが加熱されるおそれがあり、その結果、すでに形成されている硝酸塩が再び分解され得て、もはや優先的に吸蔵することができず、これにより、望ましくないＮＯｘが漏れる可能性が生ずる。このＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ技術を用いると、ＮＯｘの水準を効率よく下げるのは、比較的狭い温度範囲、約２００℃と４００℃との間に制限される。何故なら、より低い温度では、ＮＯを酸化してＮＯ２を形成することが難しく、より高い温度では、もはや、形成される硝酸塩を、有意量で安定して吸蔵することができず、ＮＯとＮＯ２との間の熱力学的平衡が一酸化窒素に向ってますますシフトするからである。
【０００５】
硫黄を含有する燃料を使用するときのさらなる問題は、硫酸塩の蓄積の結果として、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの硫黄被毒として知られているものであり、硫酸塩は、硝酸塩に比べてはるかに安定であり、ＮＯｘ再生フェイズ中に分解しない。したがって、硫酸塩を除去するために、高い排気ガス温度で、リッチ排気ガス組成を用いた特別な脱硫酸塩フェイズが時々実行される。例えば、特許文献５を参照。脱硫酸塩の際は、汚染ガス硫化水素（Ｈ２Ｓ）が形成されるおそれがあり、このガスの放出を回避する必要がある。このようにするために、例えば、特許文献６では、脱硫酸塩フェイズの間、下流側酸化触媒コンバータで硫化水素を酸化するために、二次空気を排気系統に供給することが提案されている。
【０００６】
別の公知の排気ガス後処理方法は、触媒による選択還元方式すなわち略してＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）として知られている方法である。この方法では、ＮＯｘを還元するために、選択的に作用する還元剤、一般にアンモニアが排気ガスに加えられる。このアンモニアは、略してＳＣＲ触媒コンバータとしても知られる適切な脱ＮＯｘ触媒コンバータに一時的に吸蔵され、脱ＮＯｘ触媒コンバータによって排気ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を触媒的に還元するのに使用され、窒素及び水が形成される。ＳＣＲ触媒コンバータの有効性は、低温ではＮＯ／ＮＯ２比に高度に依存し、２００℃未満の温度の場合、最高の効率は約５０％のＮＯ２水準のときであり、ＮＯ２水準がこれより低い場合、効率が大幅に低下する。約４００℃より上の高い温度では、アンモニアの酸化によって、ＮＯｘの還元が制限され、さらに、温度が上昇するのに伴い、ＳＣＲ触媒コンバータのアンモニア吸蔵能力が低下する。この型式のＳＣＲシステムの全体としての結果は、ＮＯｘの水準を効率的に低下させるのに適切な温度領域が、約２５０℃〜約５５０℃ということである。ＳＣＲ触媒コンバータは、熱的老化を受けるので、約７００℃〜７５０℃より上の温度に暴露すべきではない。低温では、ＳＣＲ触媒コンバータはまた、一時的に未燃炭化水素を吸蔵することができ、排気ガス組成がリッチのときでも、適切な設計を前提として、ＳＣＲ触媒コンバータは、特にそれが触媒作用のある材料としてバナジウム酸化物（Ｖ２Ｏ５）を含む場合、炭化水素を酸化することができる。
【０００７】
排気ガスにアンモニアを供給するために尿素を導入することは公知であり、尿素から、加水分解又は熱分解によってアンモニアが形成される。これに関連する一つの問題は、特に車両応用分野の場合、対応する尿素供給装置を持ち歩かなければならないことである。したがって、代替案として、アンモニアの内部発生はすでに提案されてきた。このようにするために、特許文献７及び特許文献８では、アンモニア発生触媒コンバータ、及び、アンモニア発生触媒コンバータの下流側に、アンモニア吸蔵及びＮＯｘ還元触媒コンバータを設けることが提案されており、上述の２つの触媒コンバータの間に、又は、アンモニア吸蔵触媒コンバータの下流側とＮＯｘ還元触媒コンバータとの間に、酸素吸蔵触媒コンバータを加えることが好ましい。
【０００８】
特許文献９は、一般的な型式の排気ガス後処理装置を記載しており、そこでは、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ、及び、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの下流側に、ＳＣＲ触媒コンバータが、排気系統に配置される。代替として、又は三元触媒コンバータに加えて、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータは、エンジン燃焼室の少なくとも一部の中への燃料油の後噴射によって実現されるリッチ燃焼条件の下で、エンジンが短時間運転されるとき、アンモニアを形成するように設計することができる。この種のアンモニアの内部発生を用いると、ＳＣＲ触媒コンバータのアンモニア吸蔵能力を超えるアンモニア量が発生する危険性があり、望ましくないアンモニア漏れを生ずることになる。
【０００９】
上記排気ガス後処理手段は、微粒子、特に炭素微粒子の水準を下げることはない。これを行うために、微粒子フィルタを使用することが知られている。微粒子フィルタに集められた炭素微粒子は、酸素の存在下に高温度で燃焼除去することができる。微粒子フィルタを加熱する普通の手段は、例えば、後噴射によって、排気ガス中に燃料油を導入すること、微粒子フィルタの上流側に接続される酸化触媒コンバータでこの燃料油を燃焼させることである。微粒子フィルタの連続的再生を有する、いわゆるＣＲＴシステムも知られている。例えば、特許文献１０を参照。これらのシステムでは、二酸化窒素が、酸化触媒コンバータでＮＯから形成され、微粒子フィルタに集められた炭素微粒子を酸化する。
【００１０】
微粒子及びＮＯｘの水準を下げるため、特許文献１１は、酸化触媒コンバータ、下流側ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ、及び、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの下流側に、又は酸化触媒コンバータとＮＯｘ吸蔵触媒コンバータとの間に、微粒子フィルタを有する排気ガス後処理装置を記載している。酸化触媒コンバータの配列の場合、酸化触媒コンバータが、ＮＯ２の形成によって、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの機能を強化するが、しかし、微粒子フィルタの上流側でＮＯｘがすでに窒素に還元されているので、微粒子フィルタのＣＲＴ効果を達成することは不可能である。酸化触媒コンバータを使用して、後噴射された燃料油の燃焼によって微粒子フィルタを加熱する場合、この配列は、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの高い熱的負荷及び比較的高い燃料消費量をもたらす。記載した他方の配列では、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの上流側の排気ガスには、ＮＯ２がＣＲＴ効果によってＮＯに転化されるので、主にＮＯ及びほんの少量のＮＯ２が含まれ、その結果、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの吸蔵特性が悪くなる。この配列で酸化触媒コンバータが、後噴射された燃料油の燃焼によって、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの脱硫酸塩加熱に使用される場合、間にある排気系統区間の大きい熱容量及び熱伝達は、酸化触媒コンバータで比較的高い温度に到達しなければならないことを意味し、そのことは、酸化触媒コンバータの熱的老化作用につながる可能性がある。
【００１１】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０  ５６０  ９９１  Ａ１号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１９６  ２６  ８３５  Ａ１号明細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第０  ５４０  ２８０  Ａ１号明細書
【特許文献４】欧州特許出願公開第０  ５７３  ６７２  Ａ１号明細書
【特許文献５】独国特許出願公開第１９８  ２７  １９５  Ａ１号明細書
【特許文献６】独国特許発明第１００  ２５  ０４４  Ｃ１号明細書
【特許文献７】国際公開第９７／１７５３２  Ａ１号パンフレット
【特許文献８】独国特許出願公開第１９９  ４９  ０４６  Ａ１号明細書
【特許文献９】欧州特許出願公開第０  ８７８  ６０９  Ａ１号明細書
【特許文献１０】米国特許第４，９０２，４８７号明細書
【特許文献１１】独国特許出願公開第１９９  ２１  ９７４  Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上述した型式の排気ガス後処理装置及び対応する排気ガス後処理方法を提供し、それによって、以下の要求のできるだけ多くが相対的に少しの経費だけで十分に満足され得る、という技術的課題に基づいている。広い温度範囲におけるＮＯｘの効果的な還元、追加の還元剤運転媒体が不要なこと、アンモニア及び硫化水素エミッションの回避、最小の微粒子エミッション、ＮＯ２反応による微粒子酸化、最小のＣＯ及びＨＣエミッション、排気ガスを浄化するのに使用する全ての構成要素の比較的低い熱的負荷、最小の燃料消費量増加、及び、取付け空間に対する要求が少ないこと。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、請求項１の特徴を有する排気ガス後処理装置、及び、請求項１１又は１２の特徴を有する排気ガス後処理方法を提供することによって、この課題を解決する。
【００１４】
ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ、及び、その下流側に接続されるＳＣＲ触媒コンバータに加えて、請求項１に記載される排気ガス後処理装置には、微粒子フィルタ、及び／又は、ＳＣＲ触媒コンバータの上流側に配置されるＮＯ２生成触媒コンバータがさらに含まれる。
【００１５】
ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータにより、特にリーン燃焼内燃機関の場合でも、ＮＯｘの水準が効果的に低下するのが可能になる。下流側ＳＣＲ触媒コンバータは、そのＮＨ３吸蔵容量のおかげで、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータから発生するアンモニアの望まないエミッションを防ぐ。同時に、ＳＣＲ触媒コンバータは、吸蔵されているアンモニアを使用して、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの下流側の排気ガス中に依然として存在するおそれがあるあらゆるＮＯｘを還元することができ、同時に、アンモニアが酸化される。このアンモニアをＳＣＲ触媒コンバータの還元剤として使用するために、この作用を活用して、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータで意図的にアンモニアを形成することができる。その結果、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの温度が一時的にその範囲の外側にある期間の間でさえ、ＮＯｘ水準の効果的な低下を維持することができ、その場合、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータは、例えば、リーン排気ガス組成からリッチ排気ガス組成への移行の後に続く発熱の結果として、転化活性を有する。
【００１６】
ＮＯｘが、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの下流側の排気ガス中に依然として存在する場合、これらのＮＯｘは、一般にＮＯの形をしており、ＮＯ２含量は、もっと低くて、例えば、最高で２０％の量になる。しかし、３００℃未満の低温では、ＳＣＲ触媒コンバータの効率は、約５０％のＮＯ２水準のとき最も高く、ＮＯ２水準がこれより低い場合、かなり低下する。ＳＣＲ触媒コンバータの効率を上げるため、ＮＯ２生成触媒コンバータを、ＳＣＲ触媒コンバータの上流側に接続することができる。この触媒コンバータは、相対的に小さい体積を有することができ、とりわけ、貴金属（例えば白金）を含み、及び、ＮＯｘエミッション中のＮＯ２水準を、少なくとも約２００℃〜３５０℃の温度範囲で少なくとも約５０％まで増加させることができる被覆を有することができる。ＮＯ２生成触媒コンバータの被覆の一つの具体的な特徴は、λ＜１で運転するときにＮＯｘ吸蔵触媒コンバータで発生するアンモニアを意図的に酸化しないで、むしろ、このアンモニアが元のままの形で通過するのを可能にするその特性である。これは、例えば、酸素吸蔵構成要素を含んでいない被覆によって達成することができる。
【００１７】
例えば、内燃機関などの燃焼装置を制御するのにも使用できる対応する制御ユニットでは、適切な方法で、目的のＮＨ３発生の必要性及び実行可能性を決定し、及び、運転パラメータ、具体的にはＮＳＣ再生の際の所要時間及びリッチの程度を前もって設定する機能を実装することが好ましい。ＮＨ３の形成は、通常、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの温度がＮＨ３形成の可能な範囲にある場合には、低い空気過剰率及び長い再生時間によって後押しすることができる。さらに、ＮＳＣ再生中の燃焼装置の運転は、燃焼装置からの高い未処理のＮＯｘエミッションが得られ、その結果、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータにおけるＮＨ３の形成がさらに後押しされるように、それ自体は知られている方法で設定することができる。
【００１８】
また、ＳＣＲ触媒コンバータを使用して、例えば脱硫酸塩の間に発生するＨ２Ｓエミッションを回避できることが判明した。試験では、ＳＣＲ触媒コンバータは、その特有の特性の故に、リッチ排気ガス組成（λ＜１）時でも脱硫酸塩の際に形成される硫化水素を酸化して、ＳＯ２を形成できることが示された。これにより、不快な臭気公害を回避することが可能になる。
【００１９】
さらに具体的な特徴として、ＳＣＲ触媒コンバータは、それがバナジウム酸化物を含む場合、リッチ状態（λ＜１）の間、未燃炭化水素（ＨＣ）を酸化することもできる。これにより、ＮＳＣ再生の間に還元剤が破過する程度を低減することが可能になる。具体的には、一例として、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータのリッチ状態の下で形成される発ガン性物質の疑いのある炭化水素、例えばベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、及びキシレンのエミッション水準を下げることが可能である。ＳＣＲ触媒コンバータは、低温でも炭化水素を吸蔵するその能力のために、追加的に、コールドスタート後のＨＣエミッションの水準を低下させることに貢献できる。低温で吸蔵されていたＨＣは、より高い温度で再び放出され、ＳＣＲ触媒コンバータ又は下流側酸化触媒コンバータで酸化し得る。
【００２０】
エンジン下流側の微粒子の水準を低下させるために、微粒子フィルタを使用することができる。この微粒子フィルタは、放出される微粒子を極めて効率的に保持する。通例のように、集められた微粒子は、温度を６００℃より上に上げることによって、定期間隔で燃焼除去できる。また、微粒子フィルタに到達した排気ガスがＮＯ２を含む場合、ＮＯ２との反応の結果として、約２５０℃〜４００℃の温度範囲でさえも微粒子酸化が起こる（ＣＲＴ効果）。微粒子フィルタは、一般に、触媒作用のある被覆を行うことができ、その場合、被覆は、貴金属（例えば白金）及びウォッシュコートのような構成要素を含むことができる。
【００２１】
個々の構成要素の最大の熱負荷は、構成要素の適切な配列を使用することによって、特定の要件に適応させることができる。さらに、適切な配列を使用することによって、車両が運転中であるとき、個々の構成要素の温度が対応する機能に好都合な範囲内にあることを確実にすることが可能である。ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの再生に必要なリッチ燃焼運転は、エンジンの内部手段又はエンジン下流側での還元剤（例えば燃料油又は水素）の追加導入によって、実現することができる。
【００２２】
脱硫酸塩の目的でＮＯｘ吸蔵触媒コンバータを、及び、熱再生の目的で微粒子フィルタを加熱することは、燃料油の後噴射を含めて、エンジン内部手段によって実施することができる。排気ガス温度を意図的に上げることに加えて、排気ガス中に残留する不完全燃焼の炭化水素は、任意選択でエンジン近くに配置される触媒コンバータでの追加の発熱につながり、その結果、排気ガス温度はさらに上昇する。加えて、又は代替として、還元剤（例えば燃料油又は水素）を、加熱すべき構成要素のすぐ上流側で、又は、これらの構成要素の上流側に接続される酸化触媒コンバータのすぐ上流側で、排気系統に供給することもまた可能である。これには、さらに上流側の構成要素の加熱に含まれる熱損失、及び排気管の冷却から生ずる熱損失が低減されるという利点がある。これにより、エネルギーに関する経費、したがって、加熱のための燃料消費量の増加が最小に制限される。さらなる利点は、このような方法で、さらに上流側の構成要素は高い排気ガス温度にさらされず、したがってこれらの構成要素の熱的老化が最小に制限され得ることである。さらに、これは、この加熱の結果として、さらに上流側の構成要素、例えば上流側ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータが、高い効率のために要求される温度領域から離脱するのを防ぐ。
【００２３】
触媒作用のある被覆微粒子フィルタの場合、さらなる利点は、微粒子フィルタの大きい熱容量の故に、例えば、排気ガス温度が低い内燃機関の長引いたオーバランフェイズの後でも、燃料油の転化が引き続き可能なことである。対照的に、従来の触媒コンバータを使用する場合、小さい熱容量の故に、その温度は、比較可能な条件下で着火温度未満に低下する危険性があり、炭化水素の接触転化はもはや不可能になることを意味する。一般論として、還元剤（例えば水素又は燃料油）を触媒コンバータの上流側に供給することへの代替として、他の加熱法も可能である。このような他の方法は、以下に明示的に述べないが、還元剤をエンジン下流側に供給する代わりに使用できる。これに関連して、一例として、標準の慣用手段として、電気的に加熱された触媒コンバータ、微粒子フィルタの電気加熱、又はバーナーの使用について言及することができる。
【００２４】
エンジンの下流側及びＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの上流側で還元剤を供給することはまた、エンジンがリーン排気ガスを伴って運転中の場合、ＮＳＣ再生のリッチ条件を設定するのに利用することができる。これは、エンジンがλ＝１．０とλ＝１．２との間で運転中の場合に実施するのが好ましく、何故なら、そうでない場合は、供給される還元剤の量があまりに多すぎるからである。これにより、高い未処理のＮＯｘエミッションは、通常λ＝１．０とλ＝１．２との間の範囲で生じ、一方、未処理のＮＯｘエミッションの水準は、λ＜１の空気過剰率ではかなり低いという利点が得られる。したがって、この方法を使用して、ＮＯｘエミッションの高い水準を、したがって、ＮＳＣ再生の間のＮＨ３の広範囲にわたる形成を達成することができる。
【００２５】
λ＜１のＮＳＣ再生運転の間のＣＯ及びＨＣの高いエミッションを回避するため、必要に応じて、二次空気を、下流側酸化触媒コンバータの前方に吹き込むことができる。二次空気は、例えば、電気駆動型の二次空気ポンプ又は圧縮機によって供給することができ、又は、過給機関の場合、圧縮機の下流側で取り出すことができる。
【００２６】
上述した機能のうちの２つを任意選択で１つの構成要素に結合する又は一体化することによって、例えば、触媒被覆を微粒子フィルタに塗布することによって、全体として占められる空間をかなり縮小することが可能である。
【００２７】
別の構成では、排気ガス後処理装置には、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ及び／又はＳＣＲ触媒コンバータの下流側に１つ以上のＮＯｘセンサ、及び／又は排気ガス浄化構成要素の１つ以上の温度を記録する手段、及び／又はＳＣＲ触媒コンバータのＮＨ３負荷を記録する手段が含まれる。
【００２８】
ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ、ＳＣＲ触媒コンバータ、微粒子フィルタ、及びＮＯ２生成触媒コンバータを排気系統に取付ける順序について、考えられる様々な方法が可能であり、これらの方法のそれぞれが特有の特性及び利点を有し、この選択には、複数の流れ配列が含まれる。
【００２９】
請求項１１に記載した方法では、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの再生が開始される時間について比較的正確なモデル・ベース制御が可能になる。
【００３０】
請求項１２に記載した方法では、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの各再生フェイズの際、現行の条件、具体的には、アンモニア発生ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ及びＳＣＲ触媒コンバータの温度、及び／又は、ＳＣＲ触媒コンバータのアンモニア負荷を考慮に入れた、目的のアンモニア発生の制御が可能になり、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの現行の再生フェイズの間に発生すべきアンモニアの変化量は、確認されている運転状態に応じて予め定めることができる。
【００３１】
この方法の一構成では、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの下流側の排気ガス空気過剰率が、閾値未満に低下したかどうかに関する判定の結果は、それは形成が望まれるアンモニアの量に依存するが、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの再生フェイズを終了する判定基準として使用することができる。
【００３２】
本発明による方法の別の構成では、ＮＳＣ再生の間、燃焼装置をやはりリーン燃焼条件下で運転するために、外部から、例えばエンジンの下流側から排気系統への還元剤の供給は、ＮＳＣ再生の間にも対応することができ、燃焼装置からの高い未処理のＮＯｘエミッションが得られる。
【００３３】
本方法の別の構成では、リッチ燃焼の運転フェイズの間に存在する可能性があるあらゆるＮＨ３、Ｈ２Ｓ、ＣＯ、及びＨＣを酸化するために、リッチ燃焼の運転フェイズの間、排気系統の適切な位置で供給すべき二次空気に対応することが可能であり、それによって汚染物質の対応するエミッションが防止される。
【００３４】
本発明の有利な実施形態は、図面で例示され、後述される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
図１に例示した排気ガス後処理装置には、排気ガスの流れ方向に見て、内燃機関１の下流側の排気系統３内に、次の連続した構成要素、すなわち、排気ガス浄化構成要素として、酸化触媒コンバータ４、微粒子フィルタ５、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６、ＮＯ２生成触媒コンバータ１３、ＳＣＲ触媒コンバータ７、及び別の酸化触媒コンバータ４が含まれる。制御ユニット２を使用して内燃機関１を制御し、それは、例えば、普通のディーゼル機関又は火花点火機関と排気ガス後処理装置でもよい。さらに、図示のように排気系統３の適切な位置に設けられる温度センサ８、ＮＯｘセンサ９、ラムダセンサ１０、エンジンの下流側で還元剤を供給する装置１１、二次空気を供給する装置１２、及び圧力センサ１４がある。
【００３６】
内燃機関１は、とりわけ、ＮＯｘ、微粒子、ＣＯ、及びＨＣを含む排気ガスを排出する。内燃機関１の普通のリーン燃焼運転の際、ＣＯ及びＨＣは酸化触媒コンバータ４で酸化されて、ＣＯ２及びＨ２Ｏが形成される。さらに、排気ガス中に含まれる一部のＮＯは酸化されて、ＮＯ２が形成される。排気ガス中に存在する微粒子は、微粒子フィルタ５に保持される。微粒子フィルタ５に集められた一部の炭素微粒子は、ＮＯ２との反応によって酸化され、ＮＯ２はＮＯに還元される。排気ガス中に含まれるＮＯｘは、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６に吸蔵される。ＮＯｘが、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６の下流側の排気ガス中に依然として存在する場合、これらのＮＯｘは、一般にＮＯの形をしており、ＮＯ２水準は、かなり低く、例えば、最高でも２０％の量になる。しかし、ＳＣＲ触媒コンバータ７の効率は、３００℃未満の低温では、約５０％のＮＯ２水準のとき最も高く、ＮＯ２の水準がこれより低い場合、かなり低下する。したがって、ＮＯ２生成触媒コンバータ１３が、ＳＣＲ触媒コンバータ７の上流側に接続される。この触媒コンバータ１３は、とりわけ、貴金属（例えば白金）を含む被覆を有し、ＮＯｘの全体のエミッション中のＮＯ２水準を、少なくとも約２００℃〜３５０℃の温度範囲で、少なくとも約５０％まで増加させることができる。ＮＯ２生成触媒コンバータの被覆の一つの具体的な特徴は、λ＜１の運転中にＮＯｘ吸蔵触媒コンバータで発生するアンモニアを意図的に酸化しないで、むしろこのアンモニアが元のままの形で通過するのを可能にするその能力である。これは、例えば、いかなる酸素吸蔵構成要素も含まない被覆によって達成することができる。ＳＣＲ触媒コンバータ７は、その中に吸蔵されているＮＨ３を用いて、ＮＯｘを還元することができる。この場合、３００℃未満の温度での効率は、上流側に接続されたＮＯ２生成触媒コンバータ１３によって増大する。
【００３７】
加熱手段を使用して、低負荷運転の際も全ての構成要素で、特にＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６及びＳＣＲ触媒コンバータ７で十分な温度に到達することを確実にすることができ、それによってＮＯｘ水準の最適の低減が確実にされる。このような加熱手段は、エンジン内部、例えば、主噴射又は後噴射の後期位置方向への移動でもよく、又は、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６が十分な温度に到達して、還元剤が転化されるとの条件で、発熱を伴うように、還元剤がＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの上流側に供給された結果として、エンジンの下流側で行ってもよい。排気ガス温度を上げるなお別の手段には、アイドリング回転速度を上げること、残じん時間を延ばすこと、追加の電気消費機器に接続すること、又はＥＧＲ率を増大させることを含めることができる。上述した加熱手段は、例えば、流入温度センサ信号の関数として制御ユニット２によって、又はモデルによって制御することができる。排気管３は、排気ガスからの熱損失を最小限に抑えるために断熱してもよい。一例として、空隙断熱を使用することが可能である。
【００３８】
ＮＳＣ再生は、定期間隔で必要になる。再生運転の時間は、ＳＣＲ触媒コンバータの下流側のＮＯｘセンサ９を用いて定められる。ＮＯｘセンサ９からの信号は記録され、制御ユニット２で評価される。ＮＯｘの破過が容認不可能に高い場合、例えば、それが未処理のＮＯｘエミッションの所定の割合を超えた場合（例えば、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの下流側のＮＯｘ含量＞未処理のＮＯｘエミッションの１０％）、制御ユニット２はＮＳＣ再生を要求する。判定基準は制御ユニット２で考慮に入れられ、及び、判定基準はＮＳＣ再生を実現するためのエンジン側の前提条件であり、その前提条件は、例えば、エンジン１の運転範囲のうちＮＳＣ再生を実施できる特定部分における運転であるが、この判定基準を満足した場合、ＮＳＣ再生が開始される。
【００３９】
未処理のＮＯｘエミッション、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６のＮＯｘ吸蔵容量、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータでのＮＨ３形成、及びＳＣＲ触媒コンバータ７のＮＨ３吸蔵のモデルは、制御ユニット２に格納される。これらのモデルを使用して、ＳＣＲ触媒コンバータの下流側のＮＯｘセンサ信号を評価することができ、診断目的にもまた使用することができる。このモデルは、センサ信号に基づいて、触媒コンバータの老化の現行の状態に適応させることができる。あるいは、老化状態は、しかし、モデルを適応させずに、ＮＯｘセンサ９及び／又はラムダセンサ１０からのセンサ信号を、触媒コンバータのモデル化された挙動と比較することによって、診断することができる。
【００４０】
ＳＣＲ触媒コンバータの下流側のＮＯｘ信号を考慮する代わりに、又は追加の選択として、モデル化されたＳＣＲのＮＨ３負荷が、相対値未満、例えばＮＨ３の可能な負荷の５％に、又は、絶対値未満、例えば０．１ｇのＮＨ３に低下した場合、ＮＳＣ再生を要求することが可能である。
【００４１】
ＳＣＲ触媒コンバータの下流側のＮＯｘ信号を考慮する代わりに、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの下流側のＮＯｘセンサ９からの信号を考慮することもまた可能である。これは、上記手続きとほぼ同じ方法で評価することができ、ＮＳＣ再生を要求する判定基準として使用することができる。
【００４２】
あるいは、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの下流側のＮＯｘセンサ９からの信号は、制御ユニット２のＮＳＣモデルの入力変数として使用することができる。ＮＯ２吸蔵触媒コンバータ６の硝酸塩負荷は、モデルを用いて算出することができ、それによって、老化を考慮に入れたＮＨ３形成の算定が可能になる。ＳＣＲ触媒コンバータ７のＮＨ３負荷がモデルによって同様に算出されるので、モデル化されたＳＣＲのＮＨ３負荷が、相対値未満、例えばＮＨ３の可能な負荷の５％に、又は、絶対値未満、例えば０．１ｇのＮＨ３に低下した場合、ＮＳＣ再生を要求することが可能である。
【００４３】
原則として、両方のＮＯｘセンサ９を使用することもまた可能であり、その場合、一方のセンサは、上記のように、ＮＳＣ再生を要求する判定基準を送出し、第２のＮＯｘセンサは、制御ユニット２の触媒コンバータ・モデルを診断し、これを適応させるために使用される。加えて、ＮＨ３センサ（図１では図示せず）を、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの下流側、及びまた、ＳＣＲ触媒コンバータの下流側に設けることができ、このＮＨ３センサからの信号を使用して、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６及びＳＣＲ触媒コンバータ７のモデルを適応させること、又は、再生パラメータを制御することができる。
【００４４】
制御ユニット２には、当面するＮＳＣ再生中のＮＨ３の制御された発生の必要性及び実行可能性を決定し、したがって、運転パラメータ、特にリッチ状態の所要時間及び程度を予め定める機能が含まれる。この点の重要な判定基準は、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６及びＳＣＲ触媒コンバータ７の温度である。この温度は、それぞれの構成要素の中又は下流側の温度センサ８によって得られる。あるいは、ＳＣＲ触媒コンバータ７の温度は、ＳＣＲ触媒コンバータの下流側にセンサ８を必要としないように、制御ユニット２のモデルを用いて、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの下流側の測定温度に基づき算出することができる。ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６及びＳＣＲ触媒コンバータ７の温度に加えて、例えば、モデル手段により算出されるＳＣＲ触媒コンバータ７の現行のＮＨ３負荷を、判定基準として使用することもまた可能である。
【００４５】
ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６及びＳＣＲ触媒コンバータ７の温度が、予め定められた範囲内にあり、ＳＣＲ触媒コンバータ７の現行のＮＨ３負荷が低く、及び、これ以上の適宜の条件を満足する場合、最大のＮＨ３形成が望まれる。ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６の温度が、予め定められた範囲の外側にある場合、それは例えば２３０℃〜３７０℃の場合があるが、ＮＨ３の形成は不可能か、又は限定された程度で可能にすぎず、したがってまた、それを目的とすることはない。これにより、再生が長く続きすぎるため、燃料消費量が不必要に増大すること、及び、ＨＣ及びＣＯの高水準のエミッションが回避される。ＳＣＲ触媒コンバータ７の温度が予め定められた範囲の外側にある場合、それは例えば２００℃〜４５０℃の場合があるが、ＮＨ３をＳＣＲ触媒コンバータ７に十分に吸蔵できず、したがって放出することになるか、又は、ＳＣＲ触媒コンバータ７でのＮＯｘ転化がほとんど不可能かのいずれかであるので、同様に、ＮＨ３の形成を目的とせず、又は、少量だけを目的とする。同じことが、ＳＣＲ触媒コンバータ７の現行のＮＨ３負荷が高すぎるので、これ以上のＮＨ３形成が不可能である状況にも適用される。
【００４６】
通常、現行の温度に加えて、特にＳＣＲ触媒コンバータ７の場合、温度勾配、例えば急速な上昇を考慮に入れること、及び／又は温度予測を実行することもまた可能である。その時、現行の温度だけでなく、予測された温度も考慮に入れられる。一例として、ＳＣＲ触媒コンバータ７の温度が急激に上昇することが予測される場合、ＮＨ３形成の低減を目的とする。何故なら、そうしないと、ＳＣＲ触媒コンバータ７では、それに続いてＮＨ３脱着の危険性があるからである。同様に、ＳＣＲ触媒コンバータ７でのＮＯｘの還元は、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６の累進的な老化に伴ってますます重要になるので、目的とするＮＨ３形成を決定する場合、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６の老化状態も考慮に入れられる。
【００４７】
最適の空気過剰率は、制御ユニット２において、目的とするＮＨ３に応じて定められる。高水準のＮＨ３形成を目的とする場合、最大のＮＨ３を形成するための空気過剰率は前もって設定される。そうでない場合、ＮＨ３を少量形成する又は全く形成しない空気過剰率が前もって設定される。中間量のＮＨ３形成のための中間値もまた可能である。空気過剰率もまた、ＮＳＣ再生の間、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６及びＳＣＲ触媒コンバータ７の温度、及び別のパラメータの関数として、連続的又は段階的に変化させることができる。一例として、高水準のＮＨ３を形成し、併せて同時に、ＮＳＣ再生の間のＨＣ及びＣＯのエミッションを低くするために、始動時に小さい空気過剰率を設定でき、再生が進行するのに伴い高い空気過剰率を設定できる。
【００４８】
同様に、ＮＳＣ再生の所要時間は、所望のＮＨ３形成に応じて設定される。このために、ＮＳＣ再生を終了する判定基準として、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６の下流側の空気過剰率をλ＝１より小さい値に徐々に減少させることが使用される。高水準のＮＨ３を形成することを目的とする場合、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの下流側のラムダセンサ１０によって定められる空気過剰率が閾値λ１未満に下がるとすぐに再生は終了される。場合により、この点を越えて、エンジン１の予め定めた時間又は運転周期の数を続けることもまた可能である。目的がＮＨ３を形成しないことである場合、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの下流側の空気過剰率が閾値λ２未満に下がった直後に再生は終了され、この場合、λ２はλ１より大きい。その結果、ＨＣ／ＣＯの破過が実質的に回避され、燃料消費量の少ない増加が達成される。この閾値は、ＮＳＣ老化及び別のパラメータの関数として変化させることができる。中間水準のＮＨ３形成を達成するための中間値もまた可能である。
【００４９】
目的が高水準のＮＨ３を形成することになるとすぐに、ＮＳＣ再生の間のエンジンの運転は、追加的に、エンジン１からの未処理のＮＯｘエミッションができるだけ高くなるように設定される。これは、エンジンの下流側及びＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６の上流側での還元剤の供給と組合わせて実施することができる。これにより、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６でのＮＨ３の形成がさらに後押しされる。対照的に、目的がＮＨ３の形成ではない場合、エンジン運転は、エンジンからの未処理のＮＯｘエミッションができるだけ少なくなるように設定される。
【００５０】
ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６の上流側に配置され、エンジンの下流側で還元剤を供給する装置１１を使用して、脱硫酸塩運転のためにＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６を加熱する。この手段は、加熱のためにエンジンでとる手段に加えて行われる。エンジンの下流側での還元剤の供給によって付与される後押しのため、エンジンでとる手段の程度を低減することが可能になり、その結果、酸化触媒コンバータの熱的老化が緩和される。多量の還元剤は、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６でかなりの発熱を伴うおそれがあり、それは、熱的老化につながる可能性があるので、エンジンの下流側で還元剤を供給することだけでＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６を加熱することは望ましくない。供給する還元剤の量は、とりわけ、以下のパラメータの関数として制御される。ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６の所望の温度、微粒子フィルタの下流側の実際の温度、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの下流側の実際の温度、及び排気ガスの質量流量。
【００５１】
さらに、図１に例示した、エンジンの下流側で還元剤を供給する２つの装置のうちの少なくとも１つを使用して、ＮＳＣ再生の間のエンジン１からの未処理のＮＯｘエミッションを最大にすることができる。このようにするために、エンジン１は、高いＮＯｘエミッション水準に到達する空気過剰率λ＞１で、好ましくはλ＝１．０〜λ＝１．２で運転される。エンジンの下流側での還元剤の供給により、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの上流側の空気過剰率がλ＜１に低下するのが可能になる。
【００５２】
微粒子フィルタ５の熱再生は定期間隔で必要になる。これは、例えば、微粒子フィルタの上流及び下流の圧力センサ１４によって、微粒子フィルタ５で大きい圧力損失が記録された場合であり、微粒子フィルタ５の許容不可能な大きい負荷を意味する。微粒子フィルタ５の上流側に配置され、エンジンの下流側で還元剤を供給する装置１１、及び微粒子フィルタ５の上流側に接続される酸化触媒コンバータ４を使用して、微粒子フィルタ５を加熱することができる。この手段は、排気ガス温度を上げるエンジン内部手段に加えて行われる。エンジンの下流側での還元剤の供給によって付与される後押しにより、エンジン内部手段の程度を低減することが可能になる。多量の還元剤が酸化触媒コンバータ４で広範な発熱を伴うおそれがあり、それは、熱的老化につながる可能性があるので、酸化触媒コンバータ４、したがって、微粒子フィルタ５が、エンジンの下流側で還元剤を供給するだけで加熱されるのは望ましくない。供給する還元剤の量は、とりわけ、以下のパラメータの関数として制御される。微粒子フィルタ５の所望の温度、微粒子フィルタの上流側の実際の温度、微粒子フィルタの下流側の実際の温度、及び排気ガスの質量流量。
【００５３】
二次空気を供給する装置１２及び後続の酸化触媒コンバータ４は、ＳＣＲ触媒コンバータ７の下流側に接続される。この酸化触媒コンバータ４は、かなり小さくすることができ、また、例えば、微粒子フィルタの上流側の酸化触媒コンバータ４に比べて少ない貴金属負荷でよい。二次空気を供給する装置１２は、エンジン１がλ＜１で運転されるときはいつでも活動化される。これらのフェイズの間、ＮＨ３、Ｈ２Ｓ、及びＣＯ、及びＨＣなどの望ましくないエミッションが形成されるおそれがある。これらの成分は、二次空気を供給する装置１２の下流側に接続される酸化触媒コンバータ４で酸化することができ、その結果、これらの望ましくない成分のエミッションが回避される。
【００５４】
このようにするために、供給される二次空気の量は、λ＜１でエンジン運転中にもかかわらず、リーン排気ガス組成（λ＞１）が、下流側酸化触媒コンバータ４で達成されるように設定される。とりわけ、少なくとも１つのラムダセンサ１０からの信号及び排気ガスの質量流量を制御ユニット２で使用して、供給する二次空気の量を制御する。二次空気を供給する装置１２が、所定の遅延時間の後だけ十分な量の二次空気を供給できる場合、この装置は、それぞれの場合、λ＜１の運転に切換える前の対応する時間活動化される。
【００５５】
この例示的な実施形態では、ＳＣＲ触媒コンバータ７は、微粒子フィルタ５の熱再生の間、微粒子フィルタの下流側の高温度から保護されることが利点である。何故なら、排気管の長さにより、排気ガスがＳＣＲ触媒コンバータ７に到達するまでには排気ガスがかなり冷却されることを意味し、さらに、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６はヒートシンクとして作用するからである。このような方法で、ＳＣＲ触媒コンバータ７の熱的老化は、低い水準に保持できる。さらなる利点として、微粒子フィルタ５の大きい熱容量のため、車両運転条件が定常状態にないときでも、下流側構成要素の温度が安定化される。これにより、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６及びＳＣＲ触媒コンバータ７は、車両運転条件が定常状態にないときでも、全体として良好な温度範囲にあり、したがって、システムが極めて効率的に運転されることが確実になる。さらに、温度の急速な上昇の結果として、ＳＣＲ触媒コンバータ７で吸蔵されているＮＨ３の望ましくない脱着の危険性が最小限に抑えられる。
【００５６】
微粒子フィルタ５は、触媒作用のある被覆を行うことができる。微粒子フィルタ５の触媒被覆は、酸化触媒コンバータ４のうちの１つの被覆にほぼ同じでもよい。その結果、上流側酸化触媒コンバータ４を小さく製造し、又はこれに貴金属を少ない含量で加えることができ、それは、空間及び／又は費用に利点を与える。適切な場合、さらに、微粒子フィルタ５の上流側に接続される酸化触媒コンバータ４を全体として省くことができる。この場合、同様に、微粒子フィルタ５の上流側の温度センサ８は取り除かれる。したがって、熱再生のために微粒子フィルタ５を加熱するとき、制御変数として使用されるのは、もはや微粒子フィルタの上流側の温度でなく、むしろ微粒子フィルタの下流側の温度である。しかし、微粒子フィルタ５の触媒被覆はまた、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６の被覆にほぼ同じでもよい。このため、下流側ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６を小さく設計することが可能になり、それは、空間及び／又は費用に利点を与える。適切な場合、独立したＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６を全体として省く、すなわち、独立したＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６を微粒子フィルタ５に一体化することもまた可能である。
【００５７】
少なくともいくつかの温度センサ８もまた省けることに留意する必要がある。ＮＯｘセンサ９のいくつか又は全てを取り除くこともまた同様に可能である。この場合、排気ガス後処理システムに含まれる構成要素は、それぞれの位置で生ずるＮＯｘ濃度又は温度がモデルの出力変数として利用できるように、制御ユニット２においてモデル化される。エンジンの下流側で還元剤を供給する装置１１の一方又は両方を省くこともまた可能である。二次空気を供給する装置１２及び下流側酸化触媒コンバータ４も同様に省くことができる。
【００５８】
ＮＯ２生成触媒コンバータ１３は、図１に示すように、独立した構成要素として設計することができる。あるいは、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６の出口端部、又はＳＣＲ触媒コンバータ７の入口端部にＮＯ２生成触媒コンバータを一体化することもまた可能である。あるいはまた、ＮＯ２生成触媒コンバータ１３を省くことができる。
【００５９】
図２に示す例示的な実施形態は、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６は、最初の排気ガス浄化構成要素を形成し、その後の下流側方向に、ＮＯ２生成触媒コンバータ１３、微粒子フィルタ５、ＳＣＲ触媒コンバータ７、及び下流側酸化触媒コンバータ４が列挙した順序で続き、一方、他の上流側酸化触媒コンバータはもはや存在しないという点で、図１に示したものとは異なる。機能上等価な構成要素は、図１と同じ参照記号によって図２に示される。図２に示す例示的な実施形態の以下の説明は、排気ガス浄化構成要素の異なる順序に起因する相違点に制限することができ、その他の点では、図１に示した例示的な実施形態と関連して上記に説明してきた特性及び利点は、その通りに適用される。
【００６０】
したがって、図２に示す実施例では、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６は、内燃機関１の普通のリーン燃焼運転中、ＣＯ及びＨＣを酸化する機能を行って、ＣＯ２及びＨ２Ｏを形成し、及び、排気ガス中に含まれるＮＯｘをかなりの割合で一時的に吸蔵する。
【００６１】
この場合、ＮＯ２生成触媒コンバータ１３は、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６の下流側の排気ガスに依然として存在するＮＯｘ中のＮＯ２水準を、運転状態に応じて、典型的には最高で２０％から少なくとも約５０％まで増加させるために、微粒子フィルタ５のすぐ上流側に接続される。これにより、微粒子フィルタ５の炭素微粒子の酸化をＮＯ２との反応によって強化すること（ＣＲＴ効果）、及び下流側ＳＣＲ触媒コンバータ７の効率を増加させることが可能になる。これらの効果は、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６での最大のＮＯｘ漏れを流入させることによって、さらに後押しすることができ、その結果、ＳＣＲ触媒コンバータ７のＮＯｘ還元の潜在能力を、その最大限まで活用することができる。３００℃未満の温度では、この効率はまた、微粒子フィルタ５の上流側に接続されるＮＯ２生成触媒コンバータ１３により増加する。
【００６２】
図２に示す配列では、前と同様に、エンジンの下流側で還元剤を供給する装置１１は、この場合、ＮＯ２生成触媒コンバータ１３のすぐ上流側に位置づけられるが、これを使用して、微粒子フィルタ５を加熱することができ、この目的に必要となるエンジン内部手段の程度を低減することが可能になり、それによってＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６の老化作用が低減される。エンジンの下流側での還元剤の供給だけによってＮＯ２生成触媒コンバータ１３を加熱することは、この触媒コンバータの熱的老化作用という理由で望ましくない。供給する還元剤の量は、とりわけ以下のパラメータの関数として制御される。微粒子フィルタ５の所望の温度、ＮＯ２生成触媒コンバータの上流側及びＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの下流側の実際の温度、微粒子フィルタの下流側の実際の温度、及び排気ガスの質量流量。
【００６３】
図２に示す例示的な実施形態の利点は、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６が、エンジンの近くに位置づけられるので、コールドスタートの直後に必要とされる運転温度に到達することである。このことは、排気ガス温度をあげる手段を少ししか必要としないを意味する。これにより、加熱手段に起因する燃料消費量の増加が低減される。さらに、この例示的な実施形態では、ＳＣＲ触媒コンバータ７は、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６を脱硫酸塩する間の高温度から保護される。何故なら、排気管の長さにより、排気ガスがＳＣＲ触媒コンバータ７に到達するまでに排気ガスがかなり冷却されることになり、さらに、微粒子フィルタ５及びＮＯ２生成触媒コンバータ１３がヒートシンクとして作用するからである。このような方法で、ＳＣＲ触媒コンバータ７の熱的老化を低い水準に保持することができる。さらなる利点として、微粒子フィルタ５の大きい熱容量のため、車両運転操作が定常状態にないときでも下流側ＳＣＲ触媒コンバータ７の温度の安定化につながる。これにより、ＳＣＲ触媒コンバータ７が全体として適切な温度範囲にあり、したがって、車両運転操作が定常状態にないときでも高水準の効率で運転されることが確実になる。加えて、温度の急速な上昇の結果として、ＳＣＲ触媒コンバータ７で吸蔵されているＮＨ３の望ましくない脱着の危険性が最小限に抑えられる。
【００６４】
微粒子フィルタ５は、触媒作用のある被覆を行うことができる。微粒子フィルタ５の触媒被覆は、ＮＯ２生成触媒コンバータ１３の被覆にほぼ同じでもよい。その結果、上流側ＮＯ２生成触媒コンバータ１３を小さく製造し、又はこれに貴金属を少ない含量で加えることができ、それは、空間及び／又は費用に利点を与える。適切な場合、微粒子フィルタ５の上流側に接続されるＮＯ２生成触媒コンバータを全体として省くこともまた可能である。
【００６５】
しかし、微粒子フィルタ５の触媒被覆もまた、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６の被覆にほぼ同じでもよい。このため、エンジンの近くに配置されるＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６を小さく設計することが可能になり、それは、空間及び／又は費用に利点を与える。適切な場合、独立したＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６を全体として省く、すなわち、その機能を微粒子フィルタ５に一体化することもまた可能である。この場合、ＮＯ２生成触媒コンバータ１３、及び、エンジンの下流側及びＮＯ２生成触媒コンバータ１３の上流側で還元剤を供給する装置１１の両方を省くこともまた可能である。しかし、微粒子フィルタの上流側に例示した圧力センサ１４は保持され、そのとき、図２のＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６の下流側に例示したＮＯｘセンサ９及びラムダセンサ１０は、微粒子フィルタ５の下流側に位置づけられる。
【００６６】
さらに、その触媒被覆もまた、下流側ＳＣＲ触媒コンバータ７の被覆にほぼ同じもよい。このため、ＳＣＲ触媒コンバータ７を小さく設計することが可能になり、それは、空間及び／又は費用に利点を与える。適切な場合、独立した構成要素としてのＳＣＲ触媒コンバータもまた全体として省くことができる。この場合、図２の微粒子フィルタとＳＣＲ触媒コンバータとの間に例示した温度センサ８は省くことができるが、しかし、微粒子フィルタの下流側に例示した圧力センサ１４は保持される。
【００６７】
ＮＯ２生成触媒コンバータ１３はまた、微粒子フィルタ５の上流側に取付ける代わりに、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６の出口端部に一体化することができる。あるいは、ＮＯ２生成触媒コンバータ１３はまた、ＳＣＲ触媒コンバータ７の上流側に取付けることができる。別の可能な選択として、ＮＯ２生成触媒コンバータ１３をＳＣＲ触媒コンバータ７の入口端部に一体化することもまた可能である。あるいは、ＮＯ２生成触媒コンバータ１３はまた、全体として省くことができる。
【００６８】
これは図２に例示されてないが、別の酸化触媒コンバータをＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６の上流側に接続することが追加的に可能であり、それにより、特にコールドスタートの間のＨＣ及びＣＯのエミッションをさらに下げることができる。
【００６９】
別の変形として、図３は、微粒子フィルタ５とＳＣＲ触媒コンバータ７の位置が交換され、酸化触媒コンバータ４が微粒子フィルタ５のすぐ上流側に接続されるという事実を理由に、図２に示したものと異なる排気ガス後処理装置を示す。さらに、他の構成要素、すなわち各種のセンサ８、９、１０、１４、エンジンの下流側で還元剤を供給する装置１１、及び二次空気供給装置１２は、図１に示したものに関して図２に示した実施例の場合と同様に、排気系統３内の対応する排気ガス浄化構成要素４〜７、１３に適切に適合する修正された位置に配置される。図２に関して上記説明した例示的な実施形態のように、以下のテキストでは、図１及び２に示した実施例の手段及び得られる効果とは異なる、図３に示す実施例のそれらの手段及び得られる効果だけを扱うことになり、一方、その他の点では、図１及び２に例示した実施例に関して上に記載した対応する機能及び特性に関して参照することができる。
【００７０】
ＮＯ２生成触媒コンバータ１３は、図３に示す実施例ではＳＣＲ触媒コンバータ７のすぐ上流側に接続されるが、それにより、前と同様に、特に３００℃未満の温度範囲でＳＣＲ触媒コンバータ７の効率を著しく増加させることが可能になる。
【００７１】
この場合、微粒子フィルタ５の前の酸化触媒コンバータ４の上流側に接続され、エンジンの下流側で還元剤を供給する装置１１を使用して、微粒子フィルタ５を加熱することができる。この配列では、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６及びＳＣＲ触媒コンバータ７は、この手段によっては熱を負荷されない。酸化触媒コンバータ４の過大な熱的老化を引き起こさないようにするためには、エンジンの下流側で還元剤を供給するだけで微粒子フィルタを加熱することは望ましくない。供給する還元剤の量は、とりわけ以下のパラメータの関数として制御される。微粒子フィルタ５の所望の温度、酸化触媒コンバータ４の上流側又はＳＣＲ触媒コンバータ７の下流側の実際の排気ガス温度、微粒子フィルタ５の下流側の実際の排気ガス温度、及び排気ガスの質量流量。
【００７２】
図３に示す実施例の利点は、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６に加えて、ＳＣＲ触媒コンバータ７が、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６の下流側のその位置のおかげで、コールドスタート後比較的速やかに必要とされる運転温度に到達することである。さらなる利点は、二次空気を吹き込むことによって望ましくない排気ガス成分を酸化するためのシステムの最後の構成要素として、追加の酸化触媒コンバータは全く必要がないことである。さらに、この例示的な実施形態では、ＳＣＲ触媒コンバータ７は、それが微粒子フィルタ５の上流側に位置づけられるので、微粒子フィルタ５の熱再生の間の高温度から保護される。
【００７３】
微粒子フィルタ５は、触媒作用のある被覆を行うことができ、その場合、この触媒被覆は、上流側酸化触媒コンバータ４のそれとほぼ同じでもよく、その結果、上流側酸化触媒コンバータ４を小さく製造することができ、又は、これに貴金属を低い含量で加えることができ、それは、空間及び／又は費用に利点を与える。場合により、微粒子フィルタ５の上流側に接続される酸化触媒コンバータを全体として省くこともまた可能である。
【００７４】
ＮＯ２生成触媒コンバータ１３は、図３に示すように、独立した構成要素として設計することができる。あるいは、それを、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６の出口端部で又はＳＣＲ触媒コンバータ７の入口端部で、適切な構成要素に一体化することができ、又は、全体として省くことができる。例示しない一実施形態では、別の酸化触媒コンバータをＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６の上流側に接続することが可能であり、それにより、特にコールドスタートの間のＨＣ及びＣＯエミッションをさらに低減することができる。
【００７５】
図４はさらなる変形を示し、ここでは、排気ガス後処理装置は、一体としたＳＣＲ及びＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ１５を有し、それは、図１〜３に示した実施例のＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６及びＳＣＲ触媒コンバータ７の機能を併せ持つ。酸化触媒コンバータ４は、この一体化された触媒コンバータ１５及び下流側微粒子フィルタ５の両方のすぐ上流側に接続される。図１〜３に示した実施例と一致する他の構成要素は、図示のように、これらの排気ガス浄化構成要素４、５、１５の位置づけに対して適切に配置される。
【００７６】
一体化される触媒コンバータ１５は、例えば、非担持押出し品として製造され、別の触媒被覆、具体的にはＮＯｘ吸蔵触媒被覆の支持体としての機能を果たす、ＳＣＲ触媒コンバータの触媒材料を有するＳＣＲ触媒コンバータを使用することによって実現することができる。あるいは、非担持押出し品として製造されないＳＣＲ触媒コンバータの場合、ＳＣＲ被覆に加えて、ＮＯｘ吸蔵触媒被覆を塗布することもまた可能である。どの場合も、この手段により、必要とされる空間がかなり縮小されることが利点である。さらに、両方の機能を持つ構成要素は、コールドスタートのすぐ後に必要とされる運転温度に到達し、そのことは、燃料消費量を増加させる可能性があるいかなる追加の加熱手段も、ほとんど必要ないことを意味する。
【００７７】
内燃機関１の普通のリーン燃焼運転の際、ＣＯ及びＨＣは、エンジンに近い酸化触媒コンバータ４で酸化されて、ＣＯ２及びＨ２Ｏが形成される。排気ガス中に含まれるＮＯｘのかなりの割合は、一体化されたＮＯｘ吸蔵及びＳＣＲ触媒コンバータ１５に一時的に貯蔵され、一方、残りは、その中に一時的に貯蔵されているアンモニアによって還元される。
【００７８】
図４に示す実施例では、ＮＳＣ再生の時間は、一体化され結合された触媒コンバータ１５の下流側のＮＯｘセンサ９を用いて、又は代わりに、上記した他の方法のうちの１つによって定められる。この場合、制御ユニット２に格納されるモデルは、結合された触媒コンバータ１５のＮＯｘ吸蔵特性、アンモニア吸蔵特性、及びアンモニア発生特性に関係付けられたモデルを含んでなる。
【００７９】
図４に示す実施例では、結合された触媒コンバータ１５の温度は、下流側温度センサ８によって記録することができるが、当面するＮＳＣ再生及び目的とするアンモニア発生の運転パラメータにとって重要な判定基準である。加えて、例えば、モデルに基づいて定められる、結合された触媒コンバータ１５の現行のアンモニア負荷を、さらなる判定基準として使用することもまた可能である。例えば、結合された触媒コンバータ１５の温度が、予め定められた範囲内、例えば２３０℃と３７０℃との間にあり、結合された触媒コンバータ１５の現行のＮＨ３負荷が低く、及び、これ以上の適宜の条件を満足する場合、ＮＨ３の最大の形成を目的とすることができる。
【００８０】
エンジンの下流側で還元剤を供給する装置１１は、エンジンに近い酸化触媒コンバータ４の上流側に配置されるが、これを使用して、ＮＯｘ吸蔵触媒被覆を脱硫酸塩する目的で、上記説明したように、追加のエンジン加熱手段の支援を受けて、一体化され結合された触媒コンバータ１５を加熱することができる。供給する還元剤の量は、とりわけ以下のパラメータの関数として制御される。結合された触媒コンバータ１５の所望の温度、結合された触媒コンバータ１５の実際の温度、及び排気ガスの質量流量。
【００８１】
微粒子フィルタ５の上流側に接続される酸化触媒コンバータ４、及び、この酸化触媒コンバータ４の上流側に接続され、エンジンの下流側で還元剤を供給する装置１１を使用して、微粒子フィルタを加熱することができる。この配列では、結合されたＮＯｘ吸蔵及びＳＣＲ触媒コンバータ１５は、前と同様に、微粒子フィルタの加熱によって引き起こされる熱負荷がない状態にとどまる。供給する還元剤の量は、とりわけ以下のパラメータの関数として制御される。微粒子フィルタ５の所望の温度、酸化触媒コンバータ４の上流側の実際の排気ガス温度、微粒子フィルタ５の下流側の実際の排気ガス温度、及び排気ガスの質量流量。
【００８２】
図４に示す例示的な実施形態では、結合されたＮＯｘ吸蔵及びＳＣＲ触媒コンバータ１５が、微粒子フィルタ５の熱再生の間の高温度から保護され、及び、二次空気が吹き込まれたとき、望ましくない排気ガス成分を酸化する最後の排気ガス浄化システム構成部品として、追加の酸化触媒コンバータを必要としないことが利点である。微粒子フィルタ５は、触媒作用のある被覆、具体的には上流側酸化触媒コンバータ４の触媒被覆にほぼ同じ触媒被覆とすることができる。この場合、上流側酸化触媒コンバータ４は、小さく設計する、又は、貴金属を低い含量で有することができ、それは、対応する空間及び／又は費用に利点を与える。場合により、微粒子フィルタ５の上流側に接続される酸化触媒コンバータ４を全体として省くこともまた可能である。
【００８３】
ＳＣＲ触媒被覆及びＮＯｘ吸蔵触媒被覆は、結合された触媒コンバータ１５の支持体に適切に混合した形で塗布することができる。あるいは、２つの被覆を排気ガスの流れ方向に交互に塗布することが可能であり、その結果、排気ガスは、最初にＮＯｘ吸蔵触媒被覆を含んでなる区域、次いでＳＣＲ触媒被覆を含んでなる区域、次いでＮＯｘ吸蔵触媒被覆を含んでなる第２の区域等々を経由して流れる。この実施形態はまた、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの円板及びＳＣＲ触媒コンバータの円板を、ハウジング内に直列に交互に取付けることによって実現することができる。排気ガスの流れ方向に繰り返し交互に配列すると、２種の触媒材料の混合の組合せを上回る、システムが効率的に運転される広い温度領域が得られるという利点がある。例えば、例えばアンモニアの形成中は、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ及びＳＣＲ触媒コンバータが繰り返し交互に配列されている場合、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ、及び、独立した下流側のＳＣＲ触媒コンバータを含んでなる配列が使用される場合に比べて、システムの前方区域における温度ピークの強い影響は少ししかない。
【００８４】
図５は、内燃機関１が、排気系統３の２つの流れ区間を有し、適切に割り当てられた排気ガス後処理装置を有する例示的な実施形態を示す。排気ガス後処理装置は、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６、ＮＯ２生成触媒コンバータ１３、及びＳＣＲ触媒コンバータ７、並びに、関連するセンサ手段８、９、１０、及びエンジンの下流側で還元剤を供給する装置１１を含んでなり、図１〜４に示した実施例と一致する適切な位置に、２つの並列の排気系統区間のそれぞれに同様に及び相称的に配置される。２つの並列の排気系統は、２つのＳＣＲ触媒コンバータ７の下流側で結合されて、以降の単一排気系統区間を形成し、そこでは、図示のように、微粒子フィルタ５、並びに、そのすぐ上流側に接続される酸化触媒コンバータ４、適切なセンサ手段８、９、１４、エンジンの下流側で還元剤を供給する装置１１、及び二次空気を供給する装置１２が配置される。
【００８５】
この型式の２つの流れ配列は、例えば、シリンダがＶ配列であるエンジンに適するだろう。排気ガス・ターボ過給が使用されている場合、独立したターボ過給機がそれぞれのシリンダ列に対して使用されることが必要条件である。何故なら、そうしない場合、ターボ過給機のタービンの上流側で２つの流れを結合しなければならないからである。この排気ガス後処理システムの運転方策は、単一流れシステムの運転モードと比較してわずかな修正だけが必要になるようにすることである。そうしない場合、内燃機関１の制御ユニット２において、費用のかかる追加機能の新たな開発が必要になるので、このことは重要である。さらに、この手法により、使用するセンサの数、及び、したがって、全体としてのシステムの費用増加が限定されることが可能になる。基本思想は、２つの並列の系列が単一の系列としてみなされ、その結果、原則として、同じ運転が両方の系列で行われることである。これは、未処理のエンジン・エミッション、触媒コンバータ型式、及び触媒コンバータ体積などに関して、２つの系列が基本的に異なることはない場合に唯一可能である。２つの系列が結合される点の下流側にリーン排気ガスが常に存在するような、例えば、完全に独立して互いに運転される系列、及びまた、例えば、リッチ排気ガスの時間オフセットフェイズなどのもっと複雑な手法が、代替の選択である。
【００８６】
この２つの流れシステムの運転モードは、図３に例示した単一流れシステムのそれに実質的に対応し、この場合、排気ガス浄化構成要素４〜７、及び１３は、同じ順序で配置され、したがって、この点において、図３に示す実施例で上記した説明を参照できる。それぞれの場合の対応するプロセスは、２つの並列の排気系統区間において独立して及び並行して行われる。格納されるモデルにおいて、２つの並列の排気系統区間の基本的に同じ触媒コンバータ６及び７は、それぞれの場合並列に配置されるが、それぞれの場合、合せて二倍体積の単一の触媒コンバータが形成されるという事実に基づいて、制御ユニット２に関して単一機能の構造を維持することができる。一つの好都合に実現されることは、ＮＳＣ再生の要求に関して２つの系統区間の間で相違が検出された場合、２つのＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６のうちの１つだけで、予め定められた閾値を超えるＮＯｘエミッションが検出された場合でも、ＮＳＣ再生が開始されることに対応することが可能である。あるいは、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６の下流側のＮＯｘセンサ９からの信号は、制御ユニット２のＮＳＣモデルにおいては、平均して、又は、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの下流側の代表的なＮＯｘ濃度の重みつきの別の形で使用することができる。
【００８７】
目的が高水準のアンモニアを形成することである場合、対応する閾値λ１未満の値を測定する、２つの並列のＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６の下流側の２つのラムダセンサ１０のうちの１つは、ＮＳＣ再生を終了する判定基準として使用できる。目的がアンモニアを形成しないことである場合、２つの並列のＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６のうちの１つの下流側の空気過剰率が閾値λ２未満に下がるとすぐに、ＮＳＣ再生は、例えば、終了される。
【００８８】
図５に示した例示的な実施形態の利点は、排気システムの幾何学的配置がかなり異なっているにもかかわらず、運転方策は、図３に示す単一流れシステムの場合に使用されるそれとほぼ同じままであり、制御ユニット２に追加的に備える必要のあるいかなる重要な機能もなしで、この単一流れシステムに関して上記説明した特性及び効果は同様に達成されることである。
【００８９】
示した実施例に対する代替として、２つの並列のＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ６のすぐ下流側で、２つの並列の排気系統区間を結合して、以降の単一流れ系統区間を形成することもまた可能である。この場合、今度は、この単一流れ系統区間に配置され、上流側に任意選択のＮＯ２生成触媒コンバータ１３を有するＳＣＲ触媒コンバータ７は１つだけである。別の代替の実施形態では、複数の系統区間のそれぞれにおいて、図４に示す実施例と一致する一体化されたＮＯｘ吸蔵及びＳＣＲ触媒コンバータを使用すること、及び／又は、特に図１、２、及び４と一致する排気ガス浄化構成要素の異なる順序を使用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
示した例示的な実施形態は、自動車の内燃機関に関するものであるが、示した実施例を参照して上記例示及び説明した本発明による排気ガス後処理装置及び本発明による排気ガス後処理方法はまた、他の、例えば、浄化が必要な排気ガスを発生させる据え付けの燃焼装置に使用できることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】単一流れの排気ガス後処理装置を接続した自動車の内燃機関の概略ブロック説明図を示し、それには、直列に接続した、第１の酸化触媒コンバータ、微粒子フィルタ、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ、ＮＯ２生成触媒コンバータ、ＳＣＲ触媒コンバータ、及び第２の酸化触媒コンバータが含まれる。
【図２】図１に準ずるが、しかし排気ガス後処理装置を修正した概略ブロック説明図を示し、それには、直列に接続した、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ、ＮＯ２生成触媒コンバータ、微粒子フィルタ、ＳＣＲ触媒コンバータ、及び酸化触媒コンバータが含まれる。
【図３】図１に準ずるが、排気ガス後処理装置を修正した概略ブロック説明図を示し、それには、直列に接続した、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ、ＮＯ２生成触媒コンバータ、ＳＣＲ触媒コンバータ、酸化触媒コンバータ、及び微粒子フィルタが含まれる。
【図４】図１に準ずるが、しかし排気ガス後処理装置を修正した概略ブロック説明図を示し、それには、第１の酸化触媒コンバータ、一体化されたＮＯｘ吸蔵及びＳＣＲ触媒コンバータ、第２の酸化触媒コンバータ、及び、微粒子フィルタが含まれる。
【図５】図１に準ずるが、しかし、２つの流れ排気系統及び対応する２つの流れの排気ガス後処理装置を有する修正された内燃機関の概略ブロック説明図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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